論文の概要: Quantifying the effect of gate errors on variational quantum
eigensolvers for quantum chemistry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.04505v2
- Date: Tue, 13 Feb 2024 17:30:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-14 20:34:51.394069
- Title: Quantifying the effect of gate errors on variational quantum
eigensolvers for quantum chemistry
- Title（参考訳）: 変分量子固有解法におけるゲート誤差の影響の定量化
- Authors: Kieran Dalton, Christopher K. Long, Yordan S. Yordanov, Charles G.
Smith, Crispin H. W. Barnes, Normann Mertig and David R. M. Arvidsson-Shukur
- Abstract要約: 変分量子固有解法(VQEs)は、短期的な量子優位性を示す主要な候補である。
我々は、その耐久脱分極ゲートエラーのレベルを数値的に定量化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Variational quantum eigensolvers (VQEs) are leading candidates to demonstrate
near-term quantum advantage. Here, we conduct density-matrix simulations of
leading gate-based VQEs for a range of molecules. We numerically quantify their
level of tolerable depolarizing gate-errors. We find that: (i) The
best-performing VQEs require gate-error probabilities between $10^{-6}$ and
$10^{-4}$ ( $10^{-4}$ and $10^{-2}$ with error mitigation) to predict, within
chemical accuracy, ground-state energies of small molecules with $4-14$
orbitals. (ii) ADAPT-VQEs that construct ansatz circuits iteratively outperform
fixed-circuit VQEs. (iii) ADAPT-VQEs perform better with circuits constructed
from gate-efficient rather than physically-motivated elements. (iv) The
maximally-allowed gate-error probability, $p_c$, for any VQE to achieve
chemical accuracy decreases with the number $\ncx$ of noisy two-qubit gates as
$p_c\approxprop\ncx^{-1}$. Additionally, $p_c$ decreases with system size, even
with error mitigation, implying that larger molecules require even lower
gate-errors. Thus, quantum advantage via gate-based VQEs is unlikely unless
gate-error probabilities are decreased by orders of magnitude.
- Abstract（参考訳）: 変分量子固有解法(VQEs)は、短期的な量子優位性を示す主要な候補である。
ここでは,種々の分子に対するゲート型VQEの密度行列シミュレーションを行う。
許容可能な非分極ゲートエラーのレベルを数値化する。
私たちはそれを見つけました
(i)最高の性能のVQEは、化学精度で4〜14ドルの軌道を持つ小さな分子の基底状態エネルギーを予測するために、10^{-6}$と10^{-4}$(10^{-4}$と10^{-2}$)のゲートエラー確率を必要とする。
(II)アンサッツ回路を構成するADAPT-VQEは、固定回路VQEを反復的に上回る。
三 ADAPT-VQEは、物理的に動機づけられた要素よりもゲート効率の高い回路でより良い性能を発揮する。
(iv)VQEが化学的精度を達成するための最大ゲートエラー確率$p_c$は、$p_c\approxprop\ncx^{-1}$としてノイズの多い2ビットゲートの$$\ncx$で減少する。
さらに、$p_c$はエラー緩和であってもシステムサイズによって減少し、より大きな分子はより低いゲートエラーを必要とすることを意味する。
したがって、ゲートベースvqesによる量子アドバンテージは、ゲートエラー確率が桁違いに減少しない限り、あり得ない。
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